全院授課《建筑電氣的基本知識與設(shè)計實例講座》課件

1、青年建筑師跨專業(yè)學(xué)習(xí)培訓(xùn)建筑電氣的基本知識與設(shè)計實例講座院副總工程師、電氣總工程師 李蔚【授課三目的】 有助于備考注冊建筑師 有益于提高建筑設(shè)計技能 有利于專業(yè)互通當(dāng)好設(shè)總 學(xué)以致用【授課三內(nèi)容】1、雙基知識點撥（講懂：基本概念、基礎(chǔ)知識）2、經(jīng)驗數(shù)據(jù)分享（講實：常用、實用）3、設(shè)計實例講評（講活：加深理解）一、建筑電氣的基本概念與基礎(chǔ)知識：（1）負(fù)荷分級與供電要求： （2）應(yīng)急電源種類：下列電源可作為應(yīng)急電源： 1 供電網(wǎng)絡(luò)中有效地獨立于正常電源的專用饋電線路；2 獨立于正常電源的發(fā)電機組；3 蓄電池（靜止型不間斷電源UPS或EPS）。 根據(jù)允許中斷供電的時間可分別選擇下列應(yīng)急電源： 1 快

2、速自動起動的應(yīng)急發(fā)電機組，適用于允許中斷供電時間為 15-30s的供電。 2 帶有自動投入裝置的獨立于正常電源的專用饋電線路，適用于允許中斷時間大于電源切換時間的供電（PC級ATSE：切換時間0.1s，CB級ATSE：切換時間1-3s）。 3 不間斷電源裝置UPS，適用于要求連續(xù)供電或允許中斷供電時間為毫秒級的供電。4 應(yīng)急電源裝置EPS，適用于允許中斷供電時間為毫秒級的應(yīng)急照明供電。應(yīng)急電源與正常電源之間必須采取防止并列運行的措施（強條）。（3）電壓選擇：當(dāng)用電設(shè)備總?cè)萘吭?50kW及以上或需用變壓器容量在 160kVA及以上時，宜以 10kV供電；當(dāng)用電設(shè)備容量較大時，可由35kV供電；當(dāng)

3、用電設(shè)備總?cè)萘吭?250kW以下或需用變壓器容量在160kVA以下者，可由低壓供電；供電電壓等級尚應(yīng)滿足供電部門的具體規(guī)定。9 配變電所可設(shè)置在建筑物的地下層，但不宜設(shè)置在最底層，當(dāng)設(shè)置在最底層時，應(yīng)采取適當(dāng)抬高該所地面等防水措施。并應(yīng)避免洪水、消防水或積水從其他渠道淹漬配變電所的可能性。 10 配變電所設(shè)置在地下層時，宜選擇在通風(fēng)、散熱、防潮條件較好的場所。且尚宜加設(shè)機械通風(fēng)及去濕設(shè)備。 11 民用建筑內(nèi)附配變電所，宜設(shè)置在一層或地下層，但當(dāng)供電負(fù)荷較大，供電半徑較長時，高層建筑也可分設(shè)避難層、設(shè)備層、屋頂層等處。12 住宅小區(qū)可設(shè)獨立式配變電所，也可附設(shè)在建筑物內(nèi)或選用戶外預(yù)裝式變電所。（

4、5）供電方式：1、放射式：可靠性較高，對于單臺容量較大的負(fù)荷，或重要負(fù)荷（如消防、電梯、醫(yī)療設(shè)備等）采用放射式供電。2、樹干式：靈活性較好，對于普通照明及一般電力負(fù)荷采用分區(qū)樹干式供電（與放射式相結(jié)合）。3、鏈?zhǔn)剑簩τ谧饔孟嗤?、性質(zhì)相同且容量較小的設(shè)備，可視為一組設(shè)備，并采用一個分支回路鏈?zhǔn)焦╇姡總€分支回路所供設(shè)備不宜超過 5 臺，總計容量不宜超過10kW。4、混合式：放射式與樹干式相結(jié)合。一級負(fù)荷：采用雙電源供電并在末端切換，非消防負(fù)荷自投自復(fù)、消防負(fù)荷自投不自復(fù)。二級負(fù)荷：采用雙電源供電，在末端（或其它合適位置）互投。三級負(fù)荷：采用單電源供電。（6）低壓配電線路保護： 低壓配電線路應(yīng)根據(jù)

5、不同故障類別和具體工程要求，裝設(shè)短路保護、過負(fù)載保護、接地故障保護、過電壓及欠電壓保護，作用于切斷供電電源或發(fā)出報警信號。 配電線路采用的上下級保護電器，其動作應(yīng)具有選擇性，各級之間應(yīng)能協(xié)調(diào)配合；對于非重要負(fù)荷的保護電器，可采用無選擇性切斷（配電一般不超過三級）。 配電線路的短路保護，應(yīng)在短路電流對導(dǎo)體和連接件產(chǎn)生的熱作用和機械作用造成危害之前切斷短路電流（強條）。即：開關(guān)分?jǐn)嗄芰Χ搪冯娏?對于突然斷電比過負(fù)載造成的損失更大的線路，其過負(fù)載保護應(yīng)作用于信號而不應(yīng)切斷電路（強條）。如：消防負(fù)荷、急救和手術(shù)用電負(fù)荷等。 設(shè)計易犯錯誤：1.僅交待移動式用電設(shè)備設(shè)置RCD；2.室外施工用電設(shè)備，未設(shè)R

6、CD；3.潛水泵等潮濕場所設(shè)備，未設(shè)RCD；4. 由TT系統(tǒng)供電的室外照明線路，漏設(shè)RCD；5.急救和手術(shù)用電設(shè)備的RCD僅作用于報警不跳閘，未予明確。 尚需提醒，新民規(guī)10.8.1-12新增要求：住宅配電除壁掛式空調(diào)器外，其它所有插座回路（含立柜式空調(diào)器）均應(yīng)設(shè)RCD。 為防止人身電擊、電氣火災(zāi)（漏電導(dǎo)致電弧性短路，引發(fā)火災(zāi)），低壓配電系統(tǒng)有關(guān)設(shè)備的配電線路設(shè)置剩余電流保護裝置（RCD）。防人身電擊RCD的動作電流30mA，動作時間0.1s；防電氣火災(zāi)RCD的動作電流500mA，動作時間0.3s。（7）照明、電機保護CPS（控制保護開關(guān) 組合式電器裝置）表征照明質(zhì)量特性的6項指標(biāo)：照度E、照

7、度均勻度、統(tǒng)一眩光值UGR、色溫、顯色指數(shù)Ra、表面反射比。如辦公室：E=300lx（LPD11W/）；均勻度（最小/平均）0.7；UGR=1922；色溫=3300-5300K（中間）；Ra80。照明功率密度LPD不應(yīng)大于建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（GB50034-2004）中的現(xiàn)行值（照明節(jié)能強條）。照明方式可分為：一般照明、分區(qū)一般照明、局部照明和混合照明。照明種類可分為：正常照明、應(yīng)急照明、值班照明、警衛(wèi)照明、景觀照明和障礙照明。 應(yīng)急照明包括備用照明（供繼續(xù)和暫時繼續(xù)工作的照明）、疏散照明和安全照明。 所有交流電動機均應(yīng)裝設(shè)相間短路保護、接地故障保護，并根據(jù)具體情況分別裝設(shè)過負(fù)荷、斷相或低電壓保

8、護。符合下列情況之一時，應(yīng)劃為第二類防雷建筑物： 1 高度超過100m的建筑物。 2 國家級重點文物保護建筑物。（省級：為三類） 3 國家級的會堂、辦公建筑物、檔案館、大型博展建筑物；特大型、大型鐵路旅客站；國際性的航空港、通訊樞紐；國賓館、大型旅游建筑；國際港口客運站。 4 國家級計算中心、國家級通信樞紐等對國民經(jīng)濟有重要意義且裝有大量電子設(shè)備的建筑物。 5 年預(yù)計雷擊次數(shù)大于0.06次的部、省級辦公建筑及其他重要或人員密集的公共建筑物。（0.012-0.06次：為三類） 6 年預(yù)計雷擊次數(shù)大于0.3次的住宅、辦公樓等一般民用建筑物。（0.06-0.3次：為三類） 建筑物防雷設(shè)計規(guī)范（GB5

9、0057-94）(2000年版)3.1.1：各類防雷建筑均應(yīng)采取防直擊雷和防雷電波侵入的措施（防直擊雷：避雷帶+避雷網(wǎng)格+引下線+接地體；防雷電波侵入：進出建筑物的電纜、金屬管道，應(yīng)在其進出處將電纜的金屬外皮、金屬管道就近接到防雷接地裝置上）（共性通用） 第一類防雷建筑（電火花直接引起爆炸）和本規(guī)范第2.0.3（4）（5）（6）所規(guī)定的第二類防雷建筑物（電火花不易引起爆炸，但存在爆炸隱患）應(yīng)采取防雷電感應(yīng)的措施（個性） 第一類H30M、第二類H45M、第三類H60M需采取防側(cè)擊雷的措施。（H以上的欄桿門窗等較大的金屬物、豎向金屬管的頂和底與防雷裝置連接） （個性） 第3.1.2條裝有防雷裝置的

10、建筑物，再防雷裝置與其他設(shè)施及建筑物內(nèi)人員無法隔離的情況下，應(yīng)采取等電位連接（共性通用） 要通過計算年預(yù)計雷擊次數(shù)來確定防雷類別或者不設(shè)防雷。電涌保護SPD： 防雷擊電磁脈沖（防電涌保護SPD：信息系統(tǒng)才考慮加設(shè)，一般工程要進行技術(shù)經(jīng)濟比較，不能一味增加投資。）標(biāo)準(zhǔn)配置SPD分為三級保護：波形為8/20us,最大瀉放電流65kA,40kA,8-15 kA。要分別配4P-50A，4P-20A，2P-10A的開關(guān)保護SPD。SPD要接地。 根據(jù)新民規(guī)11.3.4-5：當(dāng)?shù)蛪弘娫床捎萌L電纜或架空線換電纜引入時，應(yīng)在電源引入處的總配電箱裝設(shè)電涌保護器（SPD）；又11.9.4 ：低壓配電系統(tǒng)及電子信

11、息系統(tǒng)傳輸線路在穿過各防雷區(qū)界面處，宜采用電涌保護器（SPD）保護。（9）低壓接地系統(tǒng)形式、等電位聯(lián)結(jié)：低壓配電系統(tǒng)接地型式有以下三種： 1、TN系統(tǒng)： 電源端有一點直接接地，受電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過保護線與接地點連接。按照中性線與保護線組合情況，又可分為三種型式 1）TN-S系統(tǒng)：整個系統(tǒng)的中性線(N)與保護線(PE)是分開的。適用較廣：計算機房、住宅及公建等。 2）TN-C系統(tǒng)：整個系統(tǒng)的中性線(N)與保護線(PE)是合一的。 3）TN-C-S 系統(tǒng)：系統(tǒng)中前一部分線路的中性線與保護線是合一的。 采用TN-C-S系統(tǒng)時，當(dāng)保護導(dǎo)體與中性導(dǎo)體從某點(一般為進戶處)分開后就不能再合并，且中

12、性導(dǎo)體不應(yīng)再接地（強條）。2、TT系統(tǒng) 電源端有一點直接接地，受電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過保護線接至與電源端接地點無直接關(guān)聯(lián)的接地極。 如：室外照明配電系統(tǒng)。3 IT系統(tǒng) 電源端的帶電部分與大地間無直接連接，或有一點經(jīng)足夠大的阻抗接地，受電設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過保護線接至接地極。如：手術(shù)室、ICU、CCU等。 又：根據(jù)住宅設(shè)計規(guī)范GB50096-1999(2003年版)6.5.2（1），住宅供配電系統(tǒng)應(yīng)采用TT、TN-C-S、TN-S接地方式,三種系統(tǒng)都有專用的PE線,是住宅中最可靠的接地方式。 等電位連接：是指為達(dá)到等電位的目的而實施的導(dǎo)體連接，連接的導(dǎo)體正常時不通過電流，只傳遞電位。僅在

13、故障時才通過故障電流。等電位連接的目的是發(fā)生觸電時減少電擊危險。 采用接地故障保護時，在建筑物內(nèi)應(yīng)將下列導(dǎo)電體作總等電位聯(lián)結(jié)： 1）PE、PEN干線； 2）電氣裝置接地極的接地干線； 3）建筑物內(nèi)的水管、煤氣管、集中采暖和空調(diào)系統(tǒng)的金屬管道； 4）條件許可的建筑物金屬構(gòu)件等導(dǎo)電體。 上述導(dǎo)電體宜在進入建筑物處接向總等電位聯(lián)結(jié)端子。等電位聯(lián)結(jié)中金屬管道連接處應(yīng)可靠地連通導(dǎo)電。 當(dāng)電氣裝置或電氣裝置某一部分的接地故障保護不能滿足切斷故障回路的時間要求時，尚應(yīng)在局部范圍內(nèi)作輔助等電位聯(lián)結(jié)。 等電位連接包括總等電位連接MEB、輔助等電位連接AEB、局部等電位連接LEB?！翱偟入娢宦?lián)結(jié)”則可降低住宅樓內(nèi)

14、的接觸電壓，消除沿電源線路導(dǎo)入的對地故障電壓的危害，也是防雷安全所必需。 理解延伸 住宅設(shè)計規(guī)范GB50096-1999(2003年版)6.5.2（6）設(shè)洗浴設(shè)備的衛(wèi)生間應(yīng)做等電位聯(lián)結(jié) （洗浴時人體皮膚潮濕阻抗下降，沿金屬管道傳導(dǎo)來的較小電壓即可引起電擊傷亡事故，在衛(wèi)生間內(nèi)作“局部等電位聯(lián)結(jié)”LEB ，可使衛(wèi)生間處于同一電位，防止出現(xiàn)危險的接觸電壓）（11）智能化系統(tǒng)（核心3A：SA、CA、MA）：包括：通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、有線電視和衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)、安全技術(shù)防范系統(tǒng)（含入侵報警、視頻安防監(jiān)控、出入口門禁控制、電子巡更、停車庫管理5個子系統(tǒng)）、有線廣播、擴聲與同聲傳譯系

15、統(tǒng)、多媒體數(shù)字會議系統(tǒng)、電子信息顯示系統(tǒng)、智能卡應(yīng)用系統(tǒng)（一卡通：一卡、一庫、一網(wǎng)）、建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)(BA)、智能化系統(tǒng)集成。（12）電氣節(jié)能、太陽能光伏發(fā)電技術(shù)：變配電所（電氣管井）深入或接近負(fù)荷中心，減少線路長度；提高系統(tǒng)的功率因數(shù)；選用高效光源、高效燈具、智能照明控制；選用高效率電動機、變頻調(diào)速裝置、諧波治理；機電設(shè)備監(jiān)控管理系統(tǒng)（BAS）、變電所電能監(jiān)控管理系統(tǒng)（PMS）；冷、熱、電三聯(lián)供系統(tǒng)；太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)：光伏建筑一體化（BIPV）體現(xiàn)了創(chuàng)新的建筑設(shè)計理念和高科技含量，它不僅開辟了光伏技術(shù)應(yīng)用于建筑領(lǐng)域的新天地，而且拉動了光伏技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展及在城市的大規(guī)模應(yīng)用，因而具有非常

16、廣闊的市場前景。1、負(fù)荷估算注：表中所列用電指標(biāo)的上限值是按空調(diào)采用電動壓縮機制冷時的數(shù)值。 當(dāng)空調(diào)水冷機組采用直燃機時，用電指標(biāo)一般比采用電動壓縮機制冷時的用電指標(biāo)降低2535VA/m2。2、面積S、凈高H、荷重W、開門：（1）變配電所（配電室）位置要求：見上述一（4）1臺5001000kVA變壓器、配套高低壓柜：需要S=6080變配電所：一般安裝2臺變壓器為多，則S=120160（尚須視柱網(wǎng)而定）；凈高H=3.4m以上。高（低）壓柜W=750（500）kg/臺；變壓器W=25005500 kg/臺；樓板W= 500kg/。配電室：36臺低壓柜（箱），S=1020；樓板W= 500kg/。成

17、排布置的配電屏，其長度超過 6m 時，屏后面的通道應(yīng)有兩個通向本室或其他房間的出口并宜布置在通道的兩端。當(dāng)兩出口之間的距離超過 15m 時，其間還宜增加出口。開門：配變電所位于高層主體建筑(或裙房)內(nèi)，通向其他相鄰房間的門應(yīng)為甲級防火門、通向過道的門應(yīng)為乙級防火門（強條）。配變電所位于地下層或下面有地下層時，通向相鄰房間或過道的門應(yīng)為甲級防火門（強條）。當(dāng)配變電所與上、下或貼鄰的居住、辦公房間僅有一層樓板或墻體相隔時，配變電所內(nèi)應(yīng)采取屏蔽、降噪等措施。當(dāng)配電裝置室設(shè)在樓上或地下時，應(yīng)設(shè)吊裝設(shè)備的吊裝孔或吊裝平臺。變壓器室、配電裝置室、電容器室的門應(yīng)向外開，并應(yīng)裝鎖。裝有電氣設(shè)備的相鄰房間之間有

18、門時，此門應(yīng)向較低電壓方向開啟。長度大于7m的配電裝置室應(yīng)設(shè)兩個出口，并宜布置在配電室的兩端。若兩個出口之間的距離超過60m時，尚應(yīng)增加出口。 樓上、樓下均為配電室時，位于樓上的配電裝置室至少應(yīng)設(shè)一個出口通向室外的平臺或通道。配變電所的電纜溝和電纜室，應(yīng)采取防水、排水措施。配變電所設(shè)置在地下層時，其進出地下層的電纜口必須采取有效的防水措施。（2）發(fā)電機房位置要求：柴油發(fā)電機房靠近一級負(fù)荷或變配電所設(shè)置，可布置于建筑物的首層、地下一層、地下二層。不應(yīng)布置在地下三層及以下。當(dāng)布置在地下層時，應(yīng)有通風(fēng)、防潮、機組的排煙、消聲和減振等措施并滿足環(huán)保要求。發(fā)電機間、控制室及配電室不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他

19、經(jīng)常積水場所的正下方和貼鄰。 對土建專業(yè)的要求1）機房應(yīng)有良好的采光和通風(fēng)； 2）發(fā)電機間應(yīng)有兩個出入口，其中一個出口大小應(yīng)滿足搬運機組的需要，否則應(yīng)予留吊裝孔。門應(yīng)為甲級防火門，并應(yīng)采取防火、隔音措施，并應(yīng)向外開啟。發(fā)電機間與控制室、配電室之間的門和觀察窗應(yīng)采取防火、隔音措施，門應(yīng)為甲級防火門，并應(yīng)開向發(fā)電機間。 3）儲油間應(yīng)采用防火墻與發(fā)電機間隔開；當(dāng)必須在防火墻上開門時，應(yīng)設(shè)置能自行關(guān)閉的甲級防火門。4）在燃油來源及運輸不便時，宜在建筑物主體外設(shè)置 4064h耗油量的儲油設(shè)施。 5）機房內(nèi)應(yīng)設(shè)置儲油間，其總存儲量不應(yīng)超過 8h燃油耗量，并應(yīng)采取相應(yīng)的防火措施。設(shè)置在高層建筑內(nèi)的柴油發(fā)電機

20、房，應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動報警系統(tǒng)和除鹵代烷1211、1301以外的自動滅火系統(tǒng)。在方案及初步設(shè)計時，柴油發(fā)電機容量可按配電變壓器總?cè)萘?10%20%進行估算。在施工圖設(shè)計階段，可根據(jù)一級負(fù)荷、消防負(fù)荷以及某些重要二級負(fù)荷的容量，經(jīng)計算選擇其最大者確定。1臺500800kW發(fā)電機：需要S=8m x6m；凈高H=45m.(3) 消防控制室（視頻安防監(jiān)控室）位置要求：設(shè)在首層或地下一層，距通往室外出入口不應(yīng)大于20 m；不應(yīng)設(shè)于廁所、鍋爐房、浴室、汽車庫、變壓器室等的貼鄰和上、下層相對應(yīng)的房間。門開向疏散方向（直接對外最好）、門上方應(yīng)設(shè)置明顯的標(biāo)志（一層：可為標(biāo)志牌；地下一層：必須為應(yīng)急照明標(biāo)志）一類高層

21、S=20、二類高層S=15；凈高H=2.5m以上。與視頻安防監(jiān)控室合設(shè)：S=3060；樓板W= 500kg/(4)弱電信息機房機房的耐火等級不應(yīng)低于建筑主體的耐火等級，消防控制室應(yīng)為一級。 電信間（弱電井）墻體應(yīng)為耐火極限不低于 1.0h的不燃燒體，門應(yīng)采用丙級防火門。 機房出口應(yīng)設(shè)置向疏散方向開啟且能自動關(guān)閉的門，并應(yīng)保證在任何情況下都能從機房內(nèi)打開。 一般小型S=2030（大中型：數(shù)100、上1000）；凈高H=2.5m以上；樓板W= 450kg/；弱電間內(nèi)地面應(yīng)略高于走廊地面，或設(shè)防水門坎。機房內(nèi)敷設(shè)架空活動地板時，敷設(shè)高度應(yīng)按實際需求確定，宜為 200350mm。(5)強、弱電豎井位置：靠近配變電所、弱電信息機房。配變電所出線供電半徑R200250m、支線長度L50m；弱電層配線架的水平配線長度L90m。若超長，增設(shè)次配變電所、增設(shè)豎井。大小：豎井大小除滿足布線間隔及端子箱、配電箱布置所必須尺寸外，并宜在箱體前留有不小于 0.8m 的操作、維護距離，當(dāng)建筑平面受限制時，可利用公共走道滿足操作、維護距離的要求。高層建筑：，一般強電井：S=寬1.5m x深1.2m（最小凈深為800）；大型：S=寬2.5m